上海轨道交通智慧地铁车站的自动扶梯智能化改造

1研究背景

近年来,随着信息技术的飞速发展,城市信息化应用水平不断提升,智慧城市建设在各地相继开展。结合智慧城市的理念,轨道交通的智慧化也成为必然的发展趋势。车站作为轨道交通的主要载体,实施智慧车站的建设,将大大提升地铁的服务水平及运营管理能力。

随着地铁线路的不断新建,投入使用的自动扶梯数量呈直线上升趋势。据官网统计,上海建成运营的轨道交通线路已达16条,车站共423座,投入运营的自动扶梯超4000部,每日运送旅客最高可达1000多万人次。2018年上海地铁选取汉中路站、诸光路站及惠南站等,开展了智慧车站的试点改造工作,通过对自动扶梯与电梯系统及其他机电系统和末端设备的改造,实现多种运营场景的联动控制,提高运营人员的管理效率,提升车站的管控能力,保证地铁的运营安全。本文将着重介绍自动扶梯在智慧车站改造中的相关内容及方案。

2现状及需求

2.1现状分析

目前上海地铁自动扶梯采用就地操作的管理模式。自动扶梯不设专职操作人员,以减少车站定员,在每天运营前和结束后,由车站值班人员就地启动或关停自动扶梯。同时,车站设备监控系统监视自动扶梯的运行状态,但不控制其运行。

自动扶梯属于特种设备,采用委外维修管理模式,如扶梯发生故障,值班人员及时到达现场疏导乘客,停梯后通知专业维修人员进行维修。

2.2需求分析

2.2.1安全乘梯需求

自动扶梯作为车站内与乘客接触最为紧密的设备,安全应是首要考虑因素,除满足《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》(GB16899一2011)外,还应考虑地铁车站客流大、服务时间长、乘客素质有差别等因素,并对可能的突发事故预设好紧急应对方案,最大程度地保证乘客安全。2.2.2运营管理需求

自动扶梯的管理主要分为设备管理及客运管理两个方面。设备管理包含了自动扶梯的开/关梯、运行状态监视、故障维修处理等:客运管理主要是掌握扶梯客流状态并制定不同预案,如大客流、乘客摔倒、携大件行李的乘客乘梯、扶梯出入口乘客滞留等情况。

2.3运营管理存在的问题

经过与地铁车站运营人员的对接及调查,自动扶梯的运营管理普遍存在如下问题:(1)劳动强度大:(2)系统集成度不高,管理效率低:(3)扶梯故障处理效率低,客运压力大等。

3自动扶梯智能化改造

在确保乘客安全的前提下,自动扶梯通过噪声传感器、高清数码摄像机,运用物联网技术、图像分析技术,实现对自动扶梯的智能化改造。改造主要涉及3个方面:(1)增加自动扶梯状态监测点,实时掌握扶梯运行状态:(2)将自动扶梯纳入物联网管理平台,实现线上管理,完善运营人员的权限管理:(3)新增扶梯基本功能,包括自动扶梯智能安全警示、自动扶梯出口拥堵安全防护、车站智能语音播报和早晚安全自动启停等。

3.1系统方案

自动扶梯智能化改造包括自动扶梯智能化软件设计及配套硬件的改造。软件主要包含自动扶梯在线监测、信号采集、语音播报、自动启停控制、远程急停控制及图像分析等内容。硬件包括监控终端、语音播报装置、噪声传感器、远程控制装置组件、自动扶梯接口装置、网络交换机、高清摄像机及图像分析服务器等。

3.2系统功能

3.2.1在线监测功能

通过储存和记录自动扶梯的运行及故障信息,以无线传输技术将信息输送到厂家的远程安全监测系统,同时以有线方式将信息同步上传至车站综合监控系统,实现对扶梯运行和故障信息等数据的管理。

(1)采集扶梯的运行状况及故障信息,进行汇总分析,形成各种统计报表及设备运营状况评估报告,以更好地制定维护维修计划。(2)自动通知专业技术人员至现场排除故障,解救被困乘客。(3)实现对现场维保人员的远程监督和技术支持,确保其及时准确地完成维保工作。

3.2.2自动扶梯安全警示功能

通过自动扶梯上方摄像头对扶梯上乘客的行为抓拍,结合图像分析软件预设的事件定义,对满足触发条件的行为进行警示,车控室监控平台自动跳出操作指示。采用的场景及事件定义如表1所示。

如判断发生以上事件时,对应的视频将自动在监控终端界面上联动显示,并发出提示音,提醒该自动扶梯可能存在上述危险行为。车控室站务人员可按下监控终端上的远程急停按钮,使自动扶梯停止。

3.2.3自动扶梯出口拥堵安全防护功能

通过安装在自动扶梯出口上方的高清摄像机,并结合扶梯运行方向信号,判断自动扶梯的出口处是否发生了拥堵现象。采用的场景及事件定义为:自动扶梯出口区域阻塞,人员聚集超一定时长,则被认定为自动扶梯出口拥堵事件。

如判断发生拥堵现象,对应的视频将自动在监控终端界面上联动显示,并发出提示音,提醒该自动扶梯可能存在拥堵造成危险,站务人员可按下监控终端上的远程急停按钮,使自动扶梯停止。

3.2.4车站智能语音播报功能

通过噪声传感器对周围声音的辨别,扶梯入口探测装置对乘客的感应,图像分析软件对事件的定义,实现扶梯出入口上方语音播报装置的自动音量调节及语音播报,具体功能如表2所示。

3.2.5扶梯自动启停功能

为降低站务人员工作强度,在满足《自动扶梯和自动人行道的制造与安装安全规范》(GB16899—2011)并确保梯级上没有乘客的情况下,实现自动扶梯安全地早晨自动启动、晚上自动停止。

扶梯监控终端每24h向自动扶梯发起时钟校准。根据地铁运营时间要求,结束运营前,语音提示2min后切换至停运待机:开始运营前,语音提示2min后切换至名义速度运行。

上述功能的实现需满足以下前提:

(1)自动启动和停止时确保自动扶梯上没有乘客:(2)车站停止运营后自动扶梯处于停机状态,非工作人员无法启动自动扶梯:(3)车站开始运营前检测自动扶梯是否存在异常,确保自动扶梯上没有乘客,并自动唤醒:(4)通过监控终端监测自动扶梯是否正常自动启动/停止,并提醒车站工作人员进行相应操作。

4结语

目前诸光路站及惠南站完成了智慧车站整体改造,汉中路站完成了自动扶梯智能化独立改造,使用效果良好。通过对扶梯智能化改造,实现了状态数据自动采集、智能判断、智能巡视、故障报修和工单生成自动化、作业任务自动派发等,提高了乘客乘梯安全性及体验度,提高了站务人员作业标准化程度及设备管理效率。

自动扶梯设备本身的技术已十分成熟,随着互联网技术的发展,地铁车站内以自动扶梯为载体,与相关系统的有机结合,将进一步提升自动扶梯的发展空间。地铁内自动扶梯智能化尚处于初期应用阶段,通过对地铁车站内自动扶梯智能化试点改造,逐步积累经验,为后期自动扶梯大数据下的预维护、智慧车站升级改造及新线建设全自动驾驶线路,提供了相关配套方案及参考经验。